Forbedre temperaturmålingens nøjagtighed i batteriovervågningssystemet
Som nævnt i artiklen"Next Generation Battery Monitor: How to Improve Battery Safety While Improving Accuracy and Extending Running Time", hjælper nøjagtig overvågning af batterispænding, strøm og temperatur med at sikre, at den er egnet til brug i støvsugere, støvsugere, Sikker drift af systemer til masseforbrugsvarer såsom elektrisk værktøj og elektriske cykler. I denne artikel vil vi studere temperaturovervågningen af lithiumbatterier mere i dybden, herunder den korrekte konfiguration af systemet til sikker drift.
Når lithiumbatteriet bruges uden for det temperaturområde, der er angivet af batteriproducenten, er der risiko for termisk løb, som i sidste ende kan forårsage brand eller eksplosion. Derfor, for at sikre systemets sikkerhed og opfylde kravene i forskellige standarder, skal batteriet deaktiveres, når batteritemperaturen overstiger det specificerede temperaturområde. At vide, hvornår batteriet skal deaktiveres, afhænger dog af nøjagtigheden af undersystemet til batteriovervågning og beskyttelsestemperaturmåling, hvilket er afgørende for at sikre sikker drift af systemet.
De seneste produkter i Texas Instruments batterimonitor- og beskyttelsesserie, BQ76942 (3 batterier i serie [3S], op til 10S) og BQ76952 (op til 3S til 16S), integrerer en 16-bit/24-bit delta-sigma analog -til-digital konverter (ADC) ), multipleksing mellem forskellige spændingsmålinger, herunder måling af intern chiptemperatur og ekstern termistor.
BQ76942 (10S) og BQ76952 (16S) inkluderer en intern chiptemperaturmåling baseret på ADC'en ved hjælp af dens interne reference til at måle ΔVBE-spændingen. Denne spænding konverteres til en temperaturaflæsning, som kan aflæses gennem den serielle kommunikationsgrænseflade.
Begge batterimonitorer understøtter temperaturmåling ved hjælp af eksterne termistorer på op til 9 enhedsben, hvilket giver systemdesignere mere fleksibilitet til at vælge, hvor temperaturen skal måles i batteripakken. Separate termistormåleværdier og interne chiptemperaturaflæsninger kan specificeres til at blive brugt som batteritemperatur, felteffekttransistor (FET) temperatur eller ingen af delene.
Beskyttelsesundersystemet bruger den målte værdi, der er angivet som batteritemperaturen, til at identificere batteritemperaturen er for høj/lav under opladning, eller temperaturen er for høj/lav under afladning, og til at bestemme, om batteribalancering skal tillades. Termistoren, der angiver FET-temperaturen, bruges til at identificere FET-overophedningen. Enhver termistor, der er aktiveret, men som ikke er beregnet til batteri- eller FET-temperatur, vil blive brugt til temperaturrapportering, men vil ikke blive brugt af beskyttelsesundersystemet.
Den interne chiptemperatur bestemmer også, om batteribalancering er tilladt, og om enheden skal placeres i slukket tilstand for at undgå fejlbetjening, når den overskrider dets specificerede driftstemperaturområde.
Termistoren måles, når den er forbundet til den interne pull-up-modstand, der er forbundet til REG18 (~1,8V) lavt udfaldsspændingsregulator, som vist i figur 1.
Under drift bruger enheden en intern pull-up-modstand, der kan programmeres til 18kΩ eller 180kΩ, som automatisk forspænder én termistor ad gangen. Pull-up-modstanden måles under fabriksfejlfinding, og dens værdi lagres digitalt i enheden til temperaturberegning.
Spændingen ADC bruger REG18-spændingen som reference til at måle termistorbenspændingen proportionalt. Spændingen på hver termistor måles hver en til tre målecyklusser. Den oprindelige ADC-tælleværdi kan opnås gennem DASTATUS6()-underkommandoen. I normal tilstand konverterer enheden disse målinger til temperatur hver 250 ms; i dvaletilstand konverterer enheden disse målinger til temperatur hver anden måling.
BQ76942 og BQ76952 bruger femteordens polynomier baseret på ADC-målinger til at beregne temperatur. Disse enheder inkluderer standard polynomielle koefficienter for:
● Semitec 103-AT termistor med 18kΩ pull-up modstand (10kΩ ved 25°C, B25/85=3.435 k).
● Semitec 204AP-2 termistor med 180kΩ pull-up modstand (200kΩ ved 25°C, B25/85=4.470 k).
Brugerdefinerede koefficienter, der er optimeret til brug med andre termistorer, kan også skrives ind i registre eller engangsprogrammerbare hukommelser.
Temperaturen beregnet af hver aktiveret termistor er i enheder på 0,1°K og kan aflæses ved at bruge det serielle kommunikationsinterface.
Afslutningsvis
BQ76942 og BQ76952 batterimonitorer og -beskyttere inkluderer et højtydende måleundersystem. Dette undersystem integrerer en intern chiptemperaturmåling og understøtter op til 9 eksterne termistorer til batteri- eller FET-temperaturmåling. Disse enheder kan bruges i forskellige applikationer såsom elværktøj og elektriske cykler for at sikre systemsikkerhed ved at overvåge batteritemperaturen og deaktivere batteripakken, når situationen bliver farlig.
